(57)【要約】【課題】  画質欠陥を簡単に検出して、感光体２に印加する電圧を最適値に制御することができる帯電制御装置を提供する。【解決手段】  感光体２に近接して配置され、感光体２の軸方向全体をカバーする電極１２と、電極１２に誘導される感光体２の表面電位を検出する電圧検出部１３とを有している。このように感光体２の軸方向全体をカバーする電極１２を設けたことで、感光体２の軸方向の表面電位や、画質欠陥を一度に検出することができる。従って、感光体に印加する最適な電圧を手早く求めることができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体に近接して配置され、該被帯電体の軸方向全体をカバーする測定電極と、
前記測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位を検出する検出部と、
を有することを特徴とする帯電制御装置。
【請求項２】
前記測定電極は、測定電極を複数個並べることで前記被帯電体の軸方向全体をカバーしていることを特徴とする請求項１記載の帯電制御装置。
【請求項３】
前記測定電極は、前記被帯電体の軸方向に、複数本の前記測定電極が配置されていることを特徴とする請求項１記載の帯電制御装置。
【請求項４】
前記検出部の出力信号からノイズを除去する高域通過フィルタを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の帯電制御装置。
【請求項５】
隣接する前記測定電極によって測定された出力信号の差を取って、ノイズを除去する制御手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の帯電制御装置。
【請求項６】
前記被帯電体に印加するＡＣ電圧又はＡＣ電流をステップ状に変化させ、前記検出部の出力信号から前記被帯電体に印加するＡＣ電圧又はＡＣ電流を設定する制御手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の帯電制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記ＡＣ電圧又はＡＣ電流をステップ状に小さくしていき、前記検出部の出力信号から画質欠陥が含まれるか否かを判定し、該画質欠陥が含まれると判定する１ステップ前の前記ＡＣ電圧又は前記ＡＣ電流を前記被帯電体に印加する電圧又は電流に設定することを特徴とする請求項６記載の帯電制御装置。
【請求項８】
被帯電体に印加するＡＣ電圧又はＡＣ電流をステップ状に小さくしていくステップと、
前記被帯電体に近接して配置され、該被帯電体の軸方向全体をカバーする測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位を表す検出信号を出力するステップと、
前記検出信号から画質欠陥が含まれているか否かを判定するステップとを有し、
前記画質欠陥を検出する１ステップ前の前記ＡＣ電圧又は前記ＡＣ電流を前記被帯電体に印加する電圧又は電流に設定することを特徴とする帯電制御方法。
【請求項９】
被帯電体に所定のＡＣ電圧又はＡＣ電流を印加するステップと、
前記被帯電体に近接して配置され、該被帯電体の軸方向全体をカバーする測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位を表す検出信号を出力するステップと、
前記検出信号から画質欠陥が生じるか否かを判定するステップと、を有することを特徴とする帯電電圧検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被帯電体上の表面電位分布を測定し、測定した電位分布に基づき被帯電体の帯電電圧が最適な値となるように制御する帯電制御装置、帯電制御方法及び帯電電圧検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被帯電体の帯電電位を測定する方法として、特許文献１の開示技術が知られている。特許文献１では、小さな測定電極を被帯電体に近接して対向配置し、この電極に誘導される誘導電流や誘導電圧を測定する。被帯電体の回転によって電極を被帯電体に対して相対移動させると、電極で検知する電荷が時間的に変化し、その際の誘導電流や誘導電圧を検出して被帯電体の表面電位を測定するものである。
【０００３】
【特許文献１】特許第３００９１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、被帯電体に印加する電圧を最適な値に制御できていないと、白点などの画質欠陥が生じてしまう。小さな測定電極を用いて画質欠陥を検出するには、被帯電体の１周ごとに測定電極を被帯電体の軸方向に移動させ、画質欠陥が生じているか否かを判定しなければらならず、非常に時間がかかる。
【０００５】
さらに、環境変動によらず画質欠陥の生じない画像を形成するためには、被帯電体が飽和する時の印加電圧Ｖｐｐにマージンを持たせた電圧を印加しなければならない。上述した小さな測定電極を用いた表面電位の測定方法では、被帯電体の１周ごとに測定電極を被帯電体の軸方向に移動させて画質欠陥が生じているか否かを判定する作業を、印加電圧Ｖｐｐを変えながら行わなければならず手間のかかる作業となる。また、被帯電体の飽和電圧に対して経験的に決められた値を設定する場合は、マージンは経験的に決められた値であって、その妥当性を一概には評価することはできない。最終的に得られる出力画像を見て、そのＶｐｐが適切であったかどうかを判定しなければならない。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、画質欠陥を簡単に検出して、被帯電体に印加する電圧を最適値に制御することができる帯電制御装置、帯電制御方法及び帯電電圧検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために本発明の帯電制御装置は、被帯電体に近接して配置され、該被帯電体の軸方向全体をカバーする測定電極と、前記測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位を検出する検出部と、を有する構成としている。このように本発明は、被帯電体の軸方向全体をカバーする測定電極を設けたことで、感光体の軸方向の表面電位や、画質欠陥を一度に検出することができる。従って、被帯電体に印加する最適な電圧を手早く求めることができる。
【０００８】
上記構成の帯電制御装置において、前記測定電極は、測定電極を複数個並べることで前記被帯電体の軸方向全体をカバーしているとよい。各々の測定電極ごとに表面電位を検出することができるので測定精度を高めることができる。
【０００９】
上記構成の帯電制御装置において、前記測定電極は、前記被帯電体の軸方向に、複数本の前記測定電極が配置されているとよい。上記構成の帯電制御装置において、測定電極間での測定値の差を取ることで、画質欠陥部分の特定が容易になる。
【００１０】
上記構成の帯電制御装置において、前記検出部の出力信号からノイズを除去する高域通過フィルタを有するとよい。従って、低周波のノイズ成分をカットすることができ、画質欠陥の検出感度を高めることができる。
【００１１】
上記構成の帯電制御装置において、隣接する前記測定電極によって測定された出力信号の差を取って、ノイズを除去する制御手段を有するとよい。従って、ノイズ成分をカットすることができ、画質欠陥の検出感度を高めることができる。
【００１２】
上記構成の帯電制御装置において、前記被帯電体に印加するＡＣ電圧又はＡＣ電流をステップ状に変化させ、前記検出部の出力信号から前記被帯電体に印加するＡＣ電圧又はＡＣ電流を設定する制御手段を有するとよい。被帯電体に印加するＡＣ電圧又はＡＣ電流を画質欠陥の生じない最適値に制御することができる。
【００１３】
上記構成の帯電制御装置において、前記制御手段は、前記ＡＣ電圧又はＡＣ電流をステップ状に小さくしていき、前記検出部の出力信号から画質欠陥が含まれるか否かを判定し、該画質欠陥が含まれると判定する１ステップ前の前記ＡＣ電圧又は前記ＡＣ電流を前記被帯電体に印加する電圧又は電流に設定するとよい。従って、簡単に最適なＡＣ電圧又はＡＣ電流を検出することができ、被帯電体に印加するＡＣ電圧又はＡＣ電流を最適値に制御することができる。
【００１４】
本発明の帯電制御方法は、被帯電体に印加するＡＣ電圧又はＡＣ電流をステップ状に小さくしていくステップと、前記被帯電体に近接して配置され、該被帯電体の軸方向全体をカバーする測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位を表す検出信号を出力するステップと、前記検出信号から画質欠陥が含まれているか否かを判定するステップとを有し、前記画質欠陥を検出する１ステップ前の前記ＡＣ電圧又は前記ＡＣ電流を前記被帯電体に印加する電圧又は電流に設定するとよい。従って、簡単に最適なＡＣ電圧又はＡＣ電流を検出することができ、被帯電体に印加するＡＣ電圧又はＡＣ電流を最適値に制御することができる。
【００１５】
本発明の帯電電圧検査方法は、被帯電体に所定のＡＣ電圧又はＡＣ電流を印加するステップと、前記被帯電体に近接して配置され、該被帯電体の軸方向全体をカバーする測定電極に誘導される前記被帯電体の表面電位を表す検出信号を出力するステップと、前記検出信号から画質欠陥が生じるか否かを判定するステップと、を有している。従って、印加したＡＣ電圧またはＡＣ電流で、画質欠陥が生じるか否かを判定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、画質欠陥を簡単に検出して、被帯電体に印加する電圧を最適値に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。
【実施例】
【００１８】
まず、図１を参照しながら本発明の帯電制御装置を搭載した画像形成装置１の構成を説明する。像担持体としての感光体２は、円筒状ＯＰＣ感光体であり、紙面に垂直方向の中心軸線を中心に矢示の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００１９】
感光体２の周囲には、帯電部材としての帯電ロール３が接触するように配置されている。この帯電ロール３は感光体２の回転に従動して回転し、またＡＣ電源１０、ＤＣ電源１１から所定の電圧が印加され、回転する感光体２の周面が所定の極性・電位に一様に帯電（本例では負帯電）される。
【００２０】
次いで回転感光体２の帯電処理面に、露光器４から出力される、画像変調されたレーザビームが照射（走査露光）され、露光部分の電位が減衰して静電潜像が形成される。
【００２１】
感光体２の回転にともなって該潜像が現像器５に対向する現像部位に到来すると、現像器５から負帯電されたトナーが供給されて反転現像によってトナー像が形成される。
【００２２】
感光体２の回転方向に見て現像器５の下流側には導電性の転写ロール６が感光体２に圧接配置してあって、感光体２と転写ロール６とのニップ部が転写部位を形成している。
【００２３】
感光体２の表面に形成されたトナー像が感光体２の回転につれて上記転写部位に到達すると、これとタイミングをあわせて、用紙が転写位置に供給され、これとともに所定の電圧が転写ロール６に印加されて、トナー像が感光体２の表面から用紙に転写される。
【００２４】
転写位置でトナー像の転写を受けた用紙は定着器７へ搬送されてトナー像の定着を受け機外へ排出される。
【００２５】
一方、感光体２の表面に残った転写残りトナーはクリーニングブレード８によってかき落されることで、感光体２はその表面が清掃されて、次の画像形成に備える。さらに、除電ランプ９によって、感光体２表面の電位は除電される。
【００２６】
ここで、帯電ロール３を感光体２に接触させてＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳した電圧を印加し、感光体２を帯電させる接触帯電方式について説明する。一般的に、ＤＣ電圧の印加だけでは、感光体２上の抵抗の低いところにだけ電流が流れるため均一に帯電させることができない。そこで、ＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳した電圧を印加し、感光体２の表面電位を均一に帯電させる。
【００２７】
しかしながら、ＡＣ電圧は大きすぎると感光体２が磨耗するという不具合が生じる。逆に小さすぎると、帯電の均一性が保てなくなり、プリントしたときにむらができる。そのため、ＡＣ電圧を必要最低限の最適な値に設定する必要がある。そこで、帯電ロール３に印加するＡＣ電圧を変更して、電位センサでそのときの感光体の帯電電位を検知し、感光体が飽和したところのＡＣ電圧（図２に示すＶａ）に基づいてＡＣ電圧又はＡＣ電流を最適な値に設定する（例えば、図２に示すＶｂのように、感光体２が飽和したときの電圧よりも所定値だけ大きい電圧の所に設定する）。ＡＣ電圧をこのような値Ｖｂに設定することで、局所的にも感光体２の表面電位が安定している帯電電位であって、しかも最小となる値に設定することができる。これによって、画質や信頼性を向上させることができる。なお、感光体２が飽和すると、感光体２の表面電位は印加しているＤＣ電圧に一致することが知られている。
【００２８】
さらに、画像形成装置１には、感光体２の近傍で、感光体２に対向配置した電極１２と、この電極１２に誘導される誘導電圧又は誘導電流を測定する電圧検出回路１３と、制御部１７とを帯電制御装置として備えている。
【００２９】
電極１２は、図１に示すように帯電ロール３による帯電後であって、露光器４による露光前に配置されている。電極１２は、図３に示すように感光体軸方向の長さを長くして、感光体軸方向の全体をカバーするように設けられている。このような電極１２を感光体２に近接して配置し、電極１２に誘導される誘導電流又は誘導電圧を測定することで、感光体２の表面電位を測定することができる。また感光体２を一回転させ、感光体２の一周に渡って表面電位を測定することで、画質欠陥の有無も検出することができる。
【００３０】
再度、図１を参照して電圧検出回路１３の構成について説明する。電圧検出回路１３は、図１に示すように演算増幅器１４と、検出用コンデンサ１５と、リセットスイッチ１６とを有している。このように電圧検出回路１３は、高圧回路を必要とせず、簡単な回路で構成することができるので、低コストで実現することができる。
【００３１】
演算増幅器１４と検出用コンデンサ１５とは積分器を構成している。感光体２と、これに近接させた電極１２との間にはコンデンサが形成されており、帯電ロール３の印加電圧を変化させたときの感光体２の表面電位の変化を誘導電位として検出している。電極１２に流れる電流を演算増幅器１４と検出用コンデンサ１５とから構成される積分器で積分することで、感光体２の表面電位を測定することができる。リセットスイッチ１６は、検出用コンデンサ１５に蓄積された電荷を放電し、リセットする。
【００３２】
制御部８は、上述した各部を制御すると共に、電圧検出回路１２で検出した感光体表面電位を元に、帯電ロール３に印加するＡＣ＋ＤＣ電圧を最適な値に制御する。
【００３３】
図４に示す印加電圧Ｖｐｐ１のように、振幅が十分高く、感光体２の帯電状態が安定している場合、電圧検出回路１３から出力される感光体一周分の信号波形はほぼ一定になる。ところが、印加ＡＣ電圧Ｖｐｐを徐々に下げていくと、ある印加電圧Ｖｐｐのところから帯電ムラが生じる。例えば、図４に示すＶｐｐ３のＡＣ電圧を印加すると、図５に示すように信号波形が一様でなくなり、画質欠陥が発生していると判定することができる。
【００３４】
従って、印加電圧Ｖｐｐを飽和電圧よりも十分大きな値からステップ状に下げていき、感光体２の一周分の電荷量をモニタしていくことで、帯電ムラを生じる印加ＡＣ電圧Ｖｐｐを検出することができる。すなわち、感光体２が飽和するときの印加電圧Ｖｐｐ（図４に示すＶｐｐｔｈ）と、妥当なマージンを知り得なくても、適切な印加ＡＣ電圧Ｖｐｐ（図４に示すＶｐｐ２）を設定することができる。
【００３５】
図６に示すフローチャートを参照しながら、感光体２に印加するＡＣ電圧の値を最適値に制御する手順を説明する。
制御部１７は、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電圧であって、ＡＣ電圧の振幅が画質欠陥の生じない十分に高い電圧を感光体２に印加する（ステップＳ１）。そして、感光体２を１周させ、このとき電極１２に誘導される電圧を電圧検出部１４で検出する。電圧検出回路１３の出力信号により制御部１７は、画質欠損が生じているか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００３６】
電圧検出回路１３の出力信号が、感光体２の一周に渡って均一であった場合には、画質欠損はないと判定し（ステップＳ２／ＮＯ）、ＡＣ電圧を１ステップ飽和電圧よりに小さく設定する（ステップＳ３）。１ステップ分小さくしたＡＣ電圧Ｖｐｐを感光体２に印加して、感光体２を一周させ、電圧検出回路１３で電極１２に誘導される電圧を検出する。同様にして画質欠陥が生じているか否かを判定する。制御部１７は、電圧検出回路１３の出力信号が所定の範囲内で均一ではなかった場合には、画質欠陥ありと判定して（ステップＳ２／ＹＥＳ）、画質欠陥ありと判定する１ステップ前のＡＣ電圧を最適なＡＣ電圧に設定する（ステップＳ４）。
【００３７】
なお、図６に示すフローチャートの手順に従って、電圧検出回路１３の出力信号を判定することで、感光体２に印加するＡＣ電圧又はＡＣ電流で、画質欠陥が生じるか否かを判定することも可能となる。
【００３８】
また、画質欠陥の検出精度を上げる方法として、電圧検出回路１３の出力信号にフィルタ処理を施す方法や、電極サイズの縦横比を最適化する方法が挙げられる。図７に示すように電圧検出回路１３の検出信号を、ノイズ成分を除去する高域通過フィルタ１８に通すことで、斑点状の微少な画像欠陥を信号変化として検出することができるようになる。
【００３９】
また、画質欠陥の検出精度を上げる別の方法として、図８に示すように、電極１２の感光体軸方向長さを小さくして、それを複数個並べる方法がある。小さな電極１２を感光体軸方向全体をカバーするように配置すれば、各々の電極毎に電荷量の変化が検知できるので検出感度を上げることができる。従って、微少な信号変化や、帯電ムラの出現する軸方向位置を検出できるようになる。
【００４０】
複数個並んだ電極間で、隣接する電極からの信号の差を取れば、感光体の偏心等による緩やかな変動の影響を受けることなく斑点状の画像欠陥の検出が可能となる。従って、高域通過フィルタ１８を使用する必要がなくなる。また、高域通過フィルタ１８を使っていないので外乱によるノイズの影響を受け難いというメリットもある。隣接電極間の差を取ることによるノイズ除去の様子を図９に示す。
【００４１】
また、図１０に示すように、感光体２の軸方向全体をカバーする電極１２を周方向に複数本並べ、その間で逐次検出信号の差を取ると、画像欠陥部が十分に小さければ、画像欠陥による波形変化を強調して検出することができ、同様の効果が得られる。図１０には、２本の電極１２を周方向に２本並べた例を示す。このような電極１２によって画質欠陥のある箇所を測定すると、図１１（Ａ）に示すように時刻Ｔ＝ｔ１でｂの電極１２で測定された電位の変動（−Ｘ）が、時刻Ｔ＝ｔ２でａの電極１２で測定される。従って、これらの差を求めると、時刻Ｔ＝ｔ１で（―Ｘ）が検出され、時刻Ｔ＝ｔ２で（Ｘ）が検出されることになる。従って、図１１（Ｂ）に示すような波形が観測され、画質欠陥をさらに容易に検出することができる。
【００４２】
上述した実施例は本発明の好適な実施例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】感光体の飽和電圧を説明するための図である。
【図３】電極の構成を示す図である。
【図４】制御部の制御手順を示す図である。
【図５】画質欠陥が生じた時の表面電荷量を示す図である。
【図６】制御部の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】高域通過フィルタをさらに設けた構成を示す図である。
【図８】電極の別の構成を示す図である。
【図９】電極が１つの場合と、隣接電極で差を取った場合の検出信号を示す図である。
【図１０】電極の別の構成を示す図である。
【図１１】図１０に示す電極の検出信号を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  画像形成装置                ２  感光体
３  帯電ロール                  ４  露光器
５  現像器                      ６  転写ロール
７  定着器                      ８  クリーニングブレード
９  除電ランプ                  １０  ＡＣ電源
１１  ＤＣ電極                  １２  電極
１３  電圧検出回路部            １４  演算増幅器
１５  検出用コンデンサ          １６  リセットスイッチ
１７  制御部                    １８  高域通過フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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